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" Changement de vitesse continu du type hydraulique."
On sait que dans un très grand nombre d'applications il est extrêmement désirable de pouvoir disposer d'un changement de vitesse continu. On sait aussi que les changements de vitesse continus, et qui comprennent seulement des organes rigides, pré- sentent dans leur réalisation pratique et dans leur emploi des difficultés considérables de réalisation et d'application durable..
L'invention faisant l'objet de la présente description concerne un changement de vitesse hydraulique, qui permet une variation de rapport entre la vitesse des deux arbres de celui-ci, allant depuis la prise directe, dans laquelle le rendement est égal à l'unité, jusqu'au rapport de l'unité à l'infini, c'est-à-
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dire la position neutre d'un arbre par rapport à l'autre. Ce changement de vitesse, qui est susceptible de très nombreuses applications (depuis les véhicules jusqu'aux machines outils) présente la facilité de manoeuvre la plus grande, même sous charge; ainsi qu'une simplicité et une robustesse de construction, et un fonctionnement sûr, même après un emploi prolongé.
Plus en détail, le changement de vitesse en question comprend une pompe et un moteur hydraulique, tous deux du type volumétrique, reliés hydrauliquement dans un circuit fermé, chacun de ces deux éléments étant pourvu, de préférence, d'une pluralité de cylindres disposés suivant les génératrices de deux c8nes con- vergents, ayant le même axe, l'axe du moteur et celui de la pompe étant disposés dans le prolongement l'un de l'autre, et la distri- bution de l'huile dans les deux machines, étant du type frontal.
Une forme d'exécution, avec quelques variantes de dis- positifs accessoires, donnée à titre d'exemple, est représentée aux dessins annexés dans lesquels :
La fig.l est une coupe axiale schématique d'un change- ment de vitesse complet, suivant l'invention.
La fig. 2 est une vue, partiellement en coupe, du même dispositif, mais avec quelques variantes dans les dispositions accessoires.
La fig.3 montre en coupe axiale et à échelle agrandie, un détail de la commande du déplacement des plaques qui contrôlent les cylindrées de la pompe et du moteur.
La fig.4 montre en plan un détail d'un dispositif de commande faisant partie de la forme d'exécution représentée à la fig. 2.
Suivant les formes d'exécution illustrées par les fig.
1 et 2, le changement de vitesse comporte une pompe A ayant plu- sieurs cylindres et un moteur B possèdant également plusieurs cylindres. La pompe A comprend un corps 7a comprenant les susdits cylindres dans chacun desquels glisse un piston et les bielles 7 des susdits cylindres s'appuyent sur un anneau 14a porté par une plaque inclinable 16a, Le moteur B comporte un corps 7b comprenant des cylindres dans chacun desquels glisse un piston et les bielles 7' de ces pistons s'appuyent sur un anneau 14b porté par une plaque inclinable 16b. Comme montré clairement par la fig.l l'arbre moteur 1, en tournant, entraîne dans sa rotation, à travers le cardan 11a et le joint 41a, l'anneau 14a et le bloc des cylindres 7a de la pompe.
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L'anneau porte-bielles 14a de la pompe s'appuie, à travers des supports à billes ou à rouleaux, sur la plaque 16a qui est inclinable par rapport à l'arbre 1, car, en étant articu- lée en 18a à la carcasse 18 qui entoure le moteur B et la pompe A, elle peut osciller autour de ces pivots 18a (fig.2), lorsqu'elle est manoeuvrée par le levier 10 à travers un système de renvois et de commandes dont fait partie la cylindre C, dont, la fonction et le fonctionnement seront décrits plus loin.
La distribution de l'huile aux cylindres est du type frontal et il ressort clairement du dessin que le corps des cylin- dres 7a est poussé contre la plaque distributrice 6, qui est soli- daire de la carcasse 18, par le ressort 23a.
Du côté opposé de la dite plaque distributrice 6, s' appuie le corps des cylindres 7b du moteur hydraulique B, déjà mentionné, le dit corps étant poussé par le ressort 23a. Le moteur B susdit est composé d'éléments analogues à ceux de la pompe A et il comporte un joint 41b reliant les corps des cylindres 7b à l'arbre 3, coaxial avec l'arbre 1 ; les bielles des cylindres sont portées par un anneau porte-bielles 14b s'appuyant à travers des supports à billes, contre la plaque oscillante 16b, articulée en 18b sur la carcasse 18, tout comme l'est la plaque 16a de la pompe. La carcasse 18 peut tourner et est solidaire de l'arbre secondaire 2 du changement de vitesse et, outre les plaques 16a et 16b et le distributeur 6, elle porte également les organes de commande des plaques susdites.
L'arbre de réaction 3, au contraire, est fixe et il s' oppose, par conséquent, à la rotation de l'anneau porte-bielles 14b et du corps des cylindres 7b du moteur,
La variation du rapport de vitesse entre les arbres 1 et 2 dépendra de la variation des cylindrées, respectivement, des cylindres 7a et 7b de la pompe et du moteur, cylindrées qui sont variables par la modification de l'inclinaison des plaques res- pectives 16a et 15b, qui portent les anneaux porte-bielles, res- pectivement de la pompe et du moteur. Afin d'obtenir les varia- tions de rapport désirées, il suffit de faire varier l'inclinai-
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son des plaques susdites, cette inclinaison est commandée par le levier de manoeuvre 10 agissant, à travers le manchon de glissement 15, sur le levier 12 qui influence les organes qui contrôlent l'inclinaison des plaques mêmes.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig.l, la commande des plaques 16a et 16b est effectuée simultanément et, dans ce cas,les deux plaques sont reliées entre elles, d'un côté, par la tige 24 ; la commande du déplacement des plaques susdites ayant lieu à travers le dispositif comprenant le cylindre C. Le dispositif à cylindre C comprend une chemise extérieure 19 fixée à la carcasse 18 et un piston à double section 22, qui peut glis- ser dans la chemise 19 susdite. Le dit piston créé dans le cy- lindre 19 deux chambres l'une à section annulaire n et l'autre à section cylindrique m, la section de cette dernière étant égale à la somme de la section de la tige du piston 22 et de celle de la chambre annulaire n.
La dite chambre annulaire n est maintenue en permanence sous pression, car elle communique avec les condui- tes de l'huile de la pompe A.
Le piston 22 (fig.3) est muni d'un canal coudé F dans lequel circule le petit piston de distribution 25, qui possède deux canaux a et p et qui est manoeuvré par la tige 27, reliée au levier 12. Lorsque les canaux s et p ne correspondent pas au canal f, comme représenté à la fig.l, l'huile (ne pouvant pas sortir de la chambre cylindrique m) empêche le piston 22 de reculer sous la poussée de l'huile sous pression se trouvant dans la chambre m.
Lorsque, dans le but de modifier l'inclinaison des plaques, en manoeuvre le levier 10 de façon à exercer sur la tige 27 une traction vers la gauche (en regardant le dessin), le canal du petit piston 25 est amené à coïncider avec le canal f du piston 22 et, à travers la conduite ainsi créée, la chambre m est mise en communication avec les conduites de décharges q et r, en conséquence, la pression maintenue dans la chambre n par la pompe A aura pour effet de déplacer vers la gauche le piston 22, qui suivra le déplacement de la tige 27.
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En arrêtant le mouvement de la tige 27, tandis que celui du pis- ton 22 se poursuit, le canal f sera fermé de nouveau, ce qui provoquera l'arrêt du piston 22.
En déplaçant au contraire le levier 10, de manière que la tige 27 se déplace vers la droite, le petit piston 22 mettra en communication, au moyen du canal p, les deux chambres m et n et par conséquent, la poussée existante dans la chambre m prévau- dra (car celle-ci a une section plus grande) : provoquera ainsi le déplacement du piston 22 dans le même sens que celui de la tige 27. L'arrêt de la tige 27, comme dans le cas précédent, pro- vôque aussi l'arrêt du piston 22, car il provoque la fermeture du canal p et les plaques s'arrêteront elles aussi dans la posi- tion correspondante, contr8lée par le levier 10.
Il ressort de ce qui précède que la pression de fonc- tionnement du changement de vitesse, à savoir la pression de 1' huile, est utilisée pour surmonter tous les efforts nécessaires à la manoeuvre du changement même, en outre, il résulte aussi de ce qui précède, que, à chaque position du levier 10 corres- pond une seule position des plaques 16a et 16b et, par consé- quent, un rapport de transmission bien défini, qui pourra être lu sur une échelle appropriée, combinée avec le levier 10 même.
La forme d'exécution illustrée à la fig. 2 est identique à la précédente, pour ce qui concerne la structure de la pompe A et du moteur B, elle en diffère seulement dans le mécanisme de commande des plaques 16a et 16b qui, dans ce cas, sont comman- dées par deux cylindres différents, à savoir par le cylindre Ca pour la plaque 16a et par le cylindre Cb pour la plaque 16b. Les dimensions de ces cylindres, équipés chacun avec un piston à double section, sont telles que, tout en ayant reliées entre elles au moyen des conduites M et N, respectivement, les chambres cylindriques et les chambres annulaires et tout en possédant un seul distributeur 25, l'un d'eux doit pouvoir agir seulement après que l'autre ait effectué toute sa course, de façon que les deux plaques 16a et 16b soient mises en mouvement successivement, l'une après l'autre.
Ce résultat est obtenu en exécutant dans des
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mesures différentes, opportunément choisies, les sections des chambres annulaires na et nb des cylindres respectifs Ca et Cb.
Ainsi le cylindre de la plaque qui devra être manoeuvrée en premier lieu (dans la fig.2, celle de la pompe A) devra présen- ter une section plus grande, de façon que la pression ait à agir sur une surface plus grande, à la suite de quoi le cylindre Ca se déplacera avant le cylindre Cb et celui-ci ne commencera la manoeuvre de redressement de la plaque 16b que lorsque la manoeuvre du cylindre Ca qui provoquait l'inclinaison de la plaque 16a sera terminée.
Dans ce cas aussi la manoeuvre est effectuée moyennant une commande auxiliaire, à savoir au moyen du système de leviers indiqué aux figures 2 et 4. Le but de ce système de leviers est de combiner les deux mouvements, de la plaque 16a et de la plaque 16b, de façon que, avec la manoeuvre du pivot central du levier à balancier L1, on puisse effectuer le déplacement des deux plaques.
Plus précisément, dans ce cas, le levier 10 commande l'autre levier 10' à l'extrémité libre, duquel est reliée à articulation la bielle L2, sur l'autre extrémité de laquelle est articulé le balancier L1, qui, d'un côté, est relié au petit piston distributeur 25 du cylindre Ca et, de l'autre côté, est relié moyennant le petit tirant L3, à une saillie S solidaire de la plaque 16b.
En partant alors de la position des plaques 16a et 16b indiquée à la fig.2, et en déplaçant le levier 10 vers la gauche, on déplacera dans le même sens au moyen de la bielle L2, l'artic lation F du balancier L1, de manière que Ll tourne autour du pivot qui le relie au tirant L3, de cette façon il sera obtenu dans un premier temps, la commande de la plaque 16a par action du distributeur 25 qui fonctionnera comme dans le cas décrit précédemment, dans lequel il était manoeuvré par la tige 27.
En d'autres mots, la plaque 16a sera inclinée et tournée autour de ses pivots 18a. Pour ce déplacement on utilise toutefois seulement une partie de la course que la bielle L2 peut accom-
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plir, grâce à la multiplication due au balancier Ll dont l'extré mité, reliée au petit tirant L3, reste stationnaire pendant ce premier déplacement, par suite du fait que la plaque 16b ne bou- ge pas.
Si le déplacement du levier 10 et par conséquent de la bielle L2 se poursuit après inclinaison complète de la plaque 16a, et étant donné que le piston 22a du cylindre Ca ne peut plus bouger, l'huile commencera à sortir de la chambre mb du cylindre Cb, chambre qui, comme il a été dit, est reliée à travers une conduite M (indiquée seulement en partie sur le dessin) avec la chambre ma. A ce moment le piston 22b se dépla- cera vers la droite -(en regardant la fig. 2) et entamera la manoeuvre qui provoquera le redressement de la plaque 16b.
Ce déplacement de la plaque 16b provoquera le déplacement du tirant L3 et par conséquent la rotation du balancier L1 autour de son articulation F et, par conséquent, le retour du petit piston 25 en position de fermeture.
Dans ce mouvement du balancier L1, l'articulation F, reste stationnaire. Dans cette phase de la manoeuvre tout dé- placement du levier de commande provoque l'ouverture des canaux du distributeur 25 et le mouvement qui sera transmis à la plaque 16b cessera lorsque la plaque même (en effectuant le mouvement correspondant et son action conséquente sur le système de levier, auquel elle est reliée) remettra le petit distributeur 25 en position fermée.
Dans la position indiquée à la fig.l, la plaque 16a de la pompe A est perpendiculaire à l'axe de rotation, et par conséquent, malgré la rotation de l'arbre 1, les pistons de la pompe sont immobiles pendant la rotation de l'ensemble et on n'aure donc aucun mouvement de l'arbre secondaire 2. En d' autres mots, dans cette position, les deux arbres sont en posi- tion neutre l'un par rapport à l'autre.
Si la pompe 16a est inclinée d'un certain angle, les pistons de la pompe A auront une certaine cylindrée et de l' huile sera refoulée dans la chambre des cylindres du moteur B,
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ce qui provoquera la rotation de la carcasse 18 du moteur, étant donné que le corps 7b des cylindres et leur système de bielles sont rendus stationnaires par l'arbre de réaction 3 qui est toujours fixe, La carcasse 18, au contraire, est solidaire de l'arbre 2, celui-ci pourra donc tourner avec une vitesse plus ou moins grande suivant l'inclinaison plus ou moins prononcée de la plaque 16a.
Mais, si la carcasse du moteur tourne, et étant donné qu'elle forme corps avec la carcasse de la pompe, celle-ci tour- nera aussi et, par conséquent, le débit de la pompe sera propor- tionné à la rotation relative existante entre le corps des cy- lindres et la carcasse de la pompe, à savoir avec la rotation relative entre l'arbre primaire et l'arbre secondaire. Ce débit sera égal à celui absorbé par le moteur hydraulique.
Si on suppose que le nombre de tours de l'arbre pri- maire 1 du changement de vitesse est fixe, le nombre de tours de l'arbre de sortie ou secondaire 2 dépendra exclusivement du rapport entre la cylindrée du moteur B et celle de la pompe A, et, au fur et à mesure que ce rapport s'accroît, le rapport de transmission de la vitesse deviendra plus grand et vice-versa.
La cylindrée du moteur et de la pompe n'agira que par pression sur la valeur du couple qu'il est possible de trans- mettre.
Dans les cas limites, lorsque la cylindrée de la pompe est égale à zéro, on aura, comme il a déjà été dit, la mise en position neutre d'un arbre par rapport à l'autre, tandis que, lorsque la cylindrée du moteur est égale à zéro, le rapport de transmission est de 1 à 1. Dans ce cas, la pompe tout en se trouvant en position de cylindrée maximum, aura un débit nul, car le moteur ne pourra recevoir de l'huile, elle transmettra donc intégralement la vitesse et la puissance du primaire au secondaire, comme un joint rigide.
Le couple disponible sur le secondaire sera celui dis- ponible sur la carcasse tournante 18 et sera égal à la somme du couple appliqué sur la dite carcasse par la pompe (et qui
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sera parfaitement égal au couple moteur de l'arbre primaire 1) et de celui récupéré par le moteur, c'est-à-dire par l'huile provenant de la pompe par suite de la différence de vitesse entre l'arbre 1 et la carcasse tournante 18.
Dans les formes d'exécutions illustrées par les dessins, il a été également prévu une pompe D servant pour la récupération, depuis le réservoir constitué par la carcasse fixe du dispositif, de l'huile perdue par suite de petites fuites et pour la ramener dans le circuit fermé de la pompe et du moteur.
Il est entendu que les détails constructifs des dif- férents organes et les mécanismes secondaires pour la commande des organes principaux du changement de vitesse faisant l'objet de cette description, pourront être modifiés sans sortir du domaine de la présente invention.
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